日本对虾免疫相关基因的克隆及功能的初步研究

来源 :国家海洋局第三海洋研究所 | 被引量 : 1次 | 上传用户:gold704
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对虾白斑综合症病毒(WSSV)是危害养殖对虾的主要病原,也是制约对虾养殖业发展的最重要因素。要寻找抵御该病原的有效方法,最基本的入手点之一就是充分了解作为病原宿主的对虾的免疫机制,通过提高其自身的抗病毒能力,来达到从根本上防治WSSV的目的。因此本论文以具有重要经济价值的日本对虾(Marsupenaeus japonicus)为对象,首先构建了用于探寻蛋白质相互作用及调控机制网络的酵母双杂交文库,这一平台为后续研究蛋白质在日本对虾抗病毒免疫中的作用奠定了基础。而后,本论文又对几个与日本对虾天然免疫密切相关的基因展开初步的研究,为建立有效的对虾病害防治方法提供科学依据和思路。本论文以日本对虾血细胞和肝胰腺组织混合mRNA为模版,利用SMART技术和酵母体内同源重组的方法构建酵母双杂交文库,并以日本对虾翻译调控肿瘤蛋白TCTP为诱饵蛋白对文库进行初步筛选。文库dsDNA条带最大可达5kb。文库转化效率为4.8×105转化子/ug pGADT7-Rec,文库容量为1.4×106克隆子/ml,重组率大于90%。初筛结果验证了我们所构建的日本对虾酵母双杂交文库有效、可靠。本论文通过巢式PCR及RACE等方法获得了日本对虾的两种丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)基因——ERK1/2和p38。根据人们在其它物种中的研究报道,这是两种在各项细胞活动包括抗病毒免疫中具有极为重要地位的基因。通过对两种基因的序列分析发现,日本对虾的ERK1/2和p38具备与其他物种中的这两种基因同样的基本特征和功能结构域。而且通过Western blot检测后发现,日本对虾的ERK1/2蛋白在WSSV病毒感染后磷酸化水平即活性上调,且该现象发生在病毒感染早期,说明在日本对虾中,ERK1/2信号转导通路可以被WSSV所激活,且可能是被病毒进入宿主细胞这一过程所诱导。然而,在本研究中,我们还发现日本对虾的ERK1/2和p38蛋白与其他物种之间的不同之处。首先,日本对虾的ERK1/2蛋白在Western blot检测时只显示出一种分子量大小的条带,说明日本对虾的ERK1/2蛋白可能不具有如高等动物中的分化。此外,我们克隆到的日本对虾p38基因编码的蛋白质同其他物种进行比较在C端缺少了近100个氨基酸,但是该现象是否真实,它发生的具体原因还需要进一步的实验确认。本论文中还报道了日本对虾中一个与WSSV感染相关的基因——centaurin-α1。由于在早期实验中,我们已经获得了该基因的部分序列,因此,我们首先通过Real time PCR检测了该基因与WSSV感染的关系。结果显示,该基因转录水平的表达量随着病毒感染时间延长,病毒量增加可以显著升高,而且这种现象是在病毒感染早期到中期时出现的,说明该基因可以被WSSV感染所诱导,且在病毒感染过程的早中期参与细胞活动。然而,有趣的是,该基因的转录水平表达量在抗病虾中相比于普通虾却是明显下调的,在后者中,centaurin-α1基因的转录量约为前者的3.6倍。这样的结果说明,centaurin-α1基因及其编码的蛋白质在日本对虾的天然免疫中的作用可能是双向的,即可能既可抗病毒又可被病毒利用从而协助病毒增殖。因此,我们又进一步通过半巢式PCR获取了日本对虾centaurin-α1基因的全长序列,分析表明它与其他物种中的centaurin-α1一样具有保守的结构域,进而可以推测它可能具有的功能。此外,我们还通过RT-PCR和免疫荧光对日本对虾的centaurin-α1进行了组织和细胞的定位。这些研究结果为日后深入研究该基因的功能奠定了基础。
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